本发明专利技术公开了一种用于空气除湿的除湿剂，其为有机正离子和无机负离子构成的熔点接近室温或低于室温的离子液体溶于水后形成的离子液体溶液。并且进一步公开了采用上述除湿剂对空气进行除湿的方法和装置。与传统盐溶液(溴化锂、氯化锂、氯化钙等水溶液)相比，本发明专利技术具有如下优点：1)所用离子液体溶液在常温下为液态，与水互溶，在运行中不会结晶，保证系统可靠运行；2)所用离子液体溶液的水蒸气分压力与传统的除湿盐溶液类似或具有比其更低的水蒸气分压力，因而除湿效率高；3)所用离子液体溶液对钢铁等金属设备无腐蚀，设备成本低、寿命长；4)具有不挥发性，降低了对环境的污染等。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于空气除湿的除湿剂，及采用该除湿剂对空气进行除湿的方法和装置。
技术介绍
随着工业的发展和生活水平的提高，除湿逐渐得到人们的重视并产生了多种除湿方法，包括将空气温度降低到露点温度以下，使水分析出的冷凝除湿法；加压使空气的水蒸气分压升高，使水蒸气析出的加压法；使用具有除湿性能的固体或液体材料与空气直接接触，实现空气的除湿。由于液体除湿材料具有以下优点而得到广泛使用(1)易于实现等温除湿，不可逆损失小，热力学完善度高；(2)可以使用更低品位的热能作为驱动能源；(3)无较大运动部件，结构简单，易于小型化；(4)可除去空气中的尘埃、细菌等有害物，提高空气品质。对于常用的液体除湿而言，除湿溶液的性能是影响液体除湿空调系统的重要因素。人们所期望的除湿剂特性有相同的温度、浓度下，除湿剂表面蒸气压较低；除湿剂对于空气中的水分有较大的溶解度，这样可提高吸收率并减小溶液除湿剂的用量；除湿剂在对空气中水分有较强吸收能力的同时，对混合气体中的其他组分基本不吸收或吸收甚微， 否则不能有效实现分离；低粘度，以降低泵的输送功耗，减小传热阻力；高沸点，高冷凝热和稀释热，低凝固点；除湿剂性质稳定，低挥发性、低腐蚀性，无毒性；价格低廉，容易获得。氯化钙、氯化锂和溴化锂等吸湿性溶液常被用作除湿剂，但其存在的固有缺点包括易结晶，具有腐蚀性以及污染环境等。
技术实现思路
本专利技术的目的首先是提供一种不挥发、与水互溶不结晶、对钢铁等金属无腐蚀性、 高热稳定性、液程范围较宽、无毒无臭、对环境无污染的用于空气除湿的除湿剂。本专利技术的另一个目的是提供一种采用上述除湿剂对空气进行除湿的方法。本专利技术进一步的目的是提供用于上述方法的装置。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下一种用于空气除湿的除湿剂，为有机正离子和无机负离子构成的熔点接近室温或低于室温的离子液体溶于水后形成的离子液体溶液。溶液除湿技术采用具有调湿功能的离子液体溶液为工作介质，利用溶液的吸湿与放湿特性对空气湿度进行控制，离子液体溶液与空气中的水蒸气分压力差是二者进行水分传递的驱动势。本专利技术所使用的离子液体溶液的水蒸气分压力与目前常用的除湿盐溶液(如溴化锂，氯化锂和氯化钙等)类似或具有比其更低的水蒸气分压力。但是本专利技术使用的离子液体溶液具有不挥发、与水互溶不结晶、对钢铁等金属无腐蚀性、高热稳定性、液程范围较宽(为-40 300°C )、无毒无臭、对环境无污染的特点，因此将其用于除湿，可以有效解决常用盐溶液由于具有挥发性造成的污染环境的问题以及常用盐溶液对金属腐蚀性较大造成的设备成本高的问题。上述除湿剂，其中所述有机正离子可以是任何具有良好除湿性能的有机正离子， 优选季铵阳离子、季鳞阳离子、咪唑阳离子、吡啶阳离子、噻唑阳离子、三氮唑阳离子、吡咯啉阳离子、噻唑啉阳离子、胍阳离子、苯并三氮唑阳离子及其衍生物中的任意一种。上述除湿剂，其中所述无机负离子可以是任何具有良好除湿性能的无机负离子， 优选 \ \ \ \ \ -、BF4) U"乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BF4)、1，3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐( )、1-乙基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺( )、1- 丁基-3-甲基咪唑啉双(三氟甲基磺酰基)亚胺( )、 1，3-二甲基咪唑磷酸二甲酯( )、1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯 ( )、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯( )、1_ 丙基 _3_ 甲基咪唑四氟硼酸盐(BF4)。一种空气除湿方法，其是采用上述除湿剂对空气进行除湿的。具体方法可以为，采用高浓度的除湿剂与空气接触，从空气中吸收水分变为低浓度的溶液，空气经过除湿后变为湿度较低的干燥空气；所述低浓度的溶液将水分蒸发后再生为高浓度的溶液循环使用。用于上述方法的空气除湿装置，包括空气除湿器、溶液泵、溶液再生器，由溶液管道循序连接成一个除湿再生循环，所述空气除湿器中设置有高浓度的除湿剂，所述除湿剂为有机正离子和无机负离子构成的熔点接近室温或低于室温的离子液体溶于水后形成的呈液态的熔盐体系。上述装置，其中所述空气除湿器为绝热型除湿器或内冷型除湿器。在绝热型的空气除湿器内，高浓度的离子液体溶液吸收空气中的水分时，会释放水蒸气凝结的汽化潜热， 使得空气和离子液体溶液的温度都升高，吸湿过程的不可逆损失增加。因此采用内冷型的空气除湿器，通过外部冷源对吸湿过程冷却，可实现等温除湿过程，从而减少不可逆损失、 提高除湿效率。内冷型除湿器的冷源可以采用冷却塔制取的冷却水、地下水或高蒸发温度制冷(热泵)机组制取的冷水。为提高离子液体溶液与空气的接触面积、提高传质效率，在空气除湿器内填充填料，空气除湿器中所用填料可以为金属填料或有机填料或组合填料。 金属填料在提高传质效率的同时可以提高传热性能，有助于实现等温除湿；有机填料性能稳定、使用寿命长；并可采用金属填料与有机填料的组合填料，以提高填料的性能和使用寿命。上述装置，其中所述溶液再生器为可以利用热能使水分蒸发的器械，如已有的供热热网再生器、热泵供热再生器、太阳能再生器、电加热再生器或余热/废热利用再生器等。通过吸收外部的热量提高离子液体溶液的温度和表面水蒸气分压力，使得其中的水分得以蒸发，溶液变为浓溶液、恢复吸湿能力。上述装置，还可以在溶液再生器和空气除湿器之间设置有浓溶液罐。利用浓溶液进行蓄能。溶液蓄能为化学能，储能密度高、耗散少，可以在热源不连续或充分利用低品位能源的情况下都能保证系统的稳定运行。上述技术方案具有如下优点通过采用特殊的有机正离子和无机负离子构成的熔点接近室温或低于室温的离子液体溶于水后形成的离子液体溶液作为除湿剂，达到了有效、快速去除空气中水蒸气的目的，并且1)除湿剂在常温下为液态，与水互溶，在运行中不会结晶，保证系统可靠运行；幻所用离子液体溶液的水蒸气分压力与传统的除湿盐溶液类似或具有比其更低的水蒸气分压力，因而除湿效率高；幻所用离子液体溶液对钢铁等金属设备无腐蚀，设备成本低、寿命长；4)所用离子液体溶液又具有不挥发性，降低了对环境的污染。附图说明图1为实施例1的装置示意图；图2为实施例2的装置示意图；图3为实施例2中的太阳能集热/再生器示意图；图4为实施例3的装置示意图；图5为实施例5的装置示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1 采用1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐( )的水溶液为除湿剂。如图1所示，示出了根据本专利技术的一种空气除湿方法及装置。该除湿系统包括空气除湿器1，溶液再生器2以及溶液泵3，高浓度的离子液体溶液从d端进入空气除湿器1 中吸收空气中的水蒸气后变为低浓度的离子液体溶液从a端流出，其在溶液泵3的作用下从b端进入溶液再生器2中进行再生，低浓度的离子液体溶液中的部分水分由于再生加热装置提供的热量而蒸发从k端排放到环境中，低浓度的离子液体溶液变成高浓度的离子液体溶液，从c端流出溶液再生器2，进入下一循环；再生介质从e端进入溶液再生器2中与离子液体溶液进行热质交换后从f端流出；高湿空气从i端进入空气除湿器1被除湿后变成低湿空气从j端排出，进行降温处理后送入空调房间；内冷介质从g端进入空气除湿器1 吸收相变热后从h端流出。实施例2 采用1-乙本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于空气除湿的除湿剂，其特征在于，所述除湿剂为有机正离子和无机负离子构成的熔点接近室温或低于室温的离子液体溶于水后形成的离子液体溶液。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：田长青，罗伊默，邵双全，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：11
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